[2021 Environment Reports] Ⅰ 지하수-⑤ 해수 침투를 막아라
입력 : 2021. 07. 13(화) 00:00
고대로 기자 bigroad@ihalla.com
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서부지역 농업용 관정 해수 침투·농작물 피해 되풀이
농업용 지하수 이용량 증가·염지하수 과잉 취수 등 원인
인공함양 위해 농업용수·염지하수 이용량 조절 필요
농업용수·염지하수 이용량 저감 효과 분석 시급 주문
제주서부지역 농업용 지하수 관정에 해수가 침투하면서 농작물 피해가 반복되고 있다.
해수침투는 가뭄으로 인한 함양량 감소, 염지하수 및 농업용수의 과잉 취수 등으로 규명되고 있지만 해수 침투를 차단하기 위한 정책은 답보상태를 보이고 있다.
▶실태=제주특별자치도 서부지역의 연평균 강수량은 1144㎜로 동부지역 1963㎜에 비해 적다.
지하수 함양률(36.5%)도 동부지역 41.6%보다 낮다. 지하수 취수허가량은 1일 515만5000㎥로 지속이용가능량은 1일 236만㎥이다.
서부지역은 가뭄발생빈도가 높은 편이다. 이로 인한 농업용 지하수 과다 사용으로 해수 침투가 발생해 농작물에 피해가 나타나고 있다.
한경·대정 지역의 경우 2009년, 2011년, 2017년에 해수 침투가 발생해 총 26공의 지하수 관정에서 염분농도가 높아졌으며, 7개 농가에서 농작물 피해를 입었다.
한국건설기술연구원이 해수 침투 원인을 분석한 결과 겨울~봄철 지하수 함양량 감소와 가을철 농업용수 사용량 증가가 원인으로 나타났다.
▶지하수 이용량 감량 효과 분석=제주연구원과 제주보건환경연구원이 지난해 지하수 이용량 감량에 따른 효과를 분석한 결과 농업용 지하수와 염지하수 이용량을 각 각 20%, 40% 감량시켰을 경우, 해수 침투량은 1.81~52.63%로 감소한 것으로 확인됐다.
농업용수 이용량 감량시 해수 침투량 감소보다 지하수위 상승효과가 더 크게 나타났으며, 염지하수 이용량 감량시 지하수위 상승효과는 미미했지만 해수 침투량 감소효과는 더 큰 것으로 나타났다. 농업용수와 염지하수 이용량을 동시에 감량한 결과 지하수위 상승효과 및 해수 침투량 감소 효과가 동시에 크게 나타났다.
가뭄시 농업용수 이용량을 20~40% 감량했을 경우, 해수 침투량은 2.91~4.79% 소폭 감소했지만 지하수위가 0m 이하로 하강하는 면적은 15.62~24.42%나 감소했다.
농업용 지하수와 염지하수를 동시에 감량한 경우 해수 침투량은 25.69~49.65% 감소했고, 지하수위가 0m 이하의 면적도 18.62~29.03% 줄었다.
▶인공함양 효과 분석=인공함양에 따른 모델 분석결과 무릉~영락리 해안지역의 해수 침투를 저감하기 위해서는 인공함양정을 하류지역에 설치하는 것이 효율적인 것으로 나타났다.
따라서 해수 침투 방지를 목적으로 인공함양을 한다면 해수가 침투되는 해안 지역에서 인공함양시키는 것이 상류지역에서 인공함양했을 때보다 더 효과적이나, 이 경우 지하수위는 함양지역 중심으로만 수위상승 효과가 나타나 유역 전체에 영향을 주지는 못하는 것으로 파악됐다.
특히 가뭄 시 하류지역에 3만㎥/일을 인공함양 할 경우 해수 침투량이 평상시(4만9200㎥/일) 보다도 적은 4만7000㎥/일 수준으로 크게 감소되는 결과가 나타나 인공함양에 따른 해수 침투 방지에 효과가 큰 것으로 나타났다.
인공함양정 개소 수에 따른 수위상승 및 해수 침투량 저감 영향은 큰 차이가 없었으나, 특정지역의 지하수위 상승 및 해수 침투량 감소를 위해서는 많은 양을 집중해서 함양시키고, 광범위한 효과를 기대하기 위해서는 인공함양정을 여러개로 분산해 설치하는 것이 적절한 것으로 분석됐다.
▶인공함양정 설치와 해수 침투 방지=제주연구원 박원배 제주지하수연구센터장은 해수침투 방지를 위한 인공함양정은 상류지역에 설치하는 것보다 해수 침투가 발생되는 해안지역에 설치하는 것이 더 효과적이라고 분석했다.
특히 특정지역의 국부적인 해수 침투를 방지하기 위해서는 많은 양을 집중적으로 함양시키고, 광역적인 해수 침투 방지를 위해서는 인공함양정을 여러 공으로 분산해 설치하는 것이 더 효과적이라고 했다.
또 서부지역에서 활용 가능한 지하수 인공함양수는 토양 유출수 및 소규모 용천수 4개소, 서림수원, 대정 담수 물놀이장 유입수 등이 있으며, 대정 및 판포하수처리장의 재처리수도 활용이 가능할 것으로 판단했다.
다만, 인공함양정의 설치 위치에 따라 지하수 함양능력 및 수질적 문제에 대한 검토가 선행돼야 한다고 주문했다.
인공함양 방법으로는 자연 침투형 저류지를 설치하는 방법과, 농업용 대형 저류지와 연계해 농업용수로 이용하지 않을 시기에 인공함양수로 활용할 수 있는 방안을 제안했다.
아울러 가뭄 시 염지하수 이용량을 20%만 감량시키더라도 해수 침투량이 평상시 해수침투량 수준으로 감소되는 것으로 나타나, 가뭄 시 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수 이용량을 감량시켜야 할 것으로 파악됐다.
따라서 서부지역 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수의 체계적인 이용량 관리가 필요하다. 특히, 서부지역 염지하수 중의 담지하수 혼합 비율이 34.8~51.6% 수준으로 염지하수 수질기준을 강화할 필요가 있으며, 지하수 관측정의 전기전도도 관측결과를 활용해 해수 침투 여부를 예측하고, 전기전도도 농도가 상승할 경우 염지하수 취수량을 단계별로 감량시키는 방안이 필요하다.
고대로 기자
인공함양 위해 농업용수·염지하수 이용량 조절 필요
농업용수·염지하수 이용량 저감 효과 분석 시급 주문
제주서부지역 농업용 지하수 관정에 해수가 침투하면서 농작물 피해가 반복되고 있다.
▶실태=제주특별자치도 서부지역의 연평균 강수량은 1144㎜로 동부지역 1963㎜에 비해 적다.
지하수 함양률(36.5%)도 동부지역 41.6%보다 낮다. 지하수 취수허가량은 1일 515만5000㎥로 지속이용가능량은 1일 236만㎥이다.
서부지역은 가뭄발생빈도가 높은 편이다. 이로 인한 농업용 지하수 과다 사용으로 해수 침투가 발생해 농작물에 피해가 나타나고 있다.
한경·대정 지역의 경우 2009년, 2011년, 2017년에 해수 침투가 발생해 총 26공의 지하수 관정에서 염분농도가 높아졌으며, 7개 농가에서 농작물 피해를 입었다.
한국건설기술연구원이 해수 침투 원인을 분석한 결과 겨울~봄철 지하수 함양량 감소와 가을철 농업용수 사용량 증가가 원인으로 나타났다.
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| 2020년 10월 14일 가을가뭄으로 제주 서부지역 월동채소 생육 저하가 우려되자 제주시 한경면 고산리 한 농경지에서 농민들이 양파모종에 스프링클러를 이용해 물을 주고 있다. 한라일보DB |
▶지하수 이용량 감량 효과 분석=제주연구원과 제주보건환경연구원이 지난해 지하수 이용량 감량에 따른 효과를 분석한 결과 농업용 지하수와 염지하수 이용량을 각 각 20%, 40% 감량시켰을 경우, 해수 침투량은 1.81~52.63%로 감소한 것으로 확인됐다.
농업용수 이용량 감량시 해수 침투량 감소보다 지하수위 상승효과가 더 크게 나타났으며, 염지하수 이용량 감량시 지하수위 상승효과는 미미했지만 해수 침투량 감소효과는 더 큰 것으로 나타났다. 농업용수와 염지하수 이용량을 동시에 감량한 결과 지하수위 상승효과 및 해수 침투량 감소 효과가 동시에 크게 나타났다.
가뭄시 농업용수 이용량을 20~40% 감량했을 경우, 해수 침투량은 2.91~4.79% 소폭 감소했지만 지하수위가 0m 이하로 하강하는 면적은 15.62~24.42%나 감소했다.
농업용 지하수와 염지하수를 동시에 감량한 경우 해수 침투량은 25.69~49.65% 감소했고, 지하수위가 0m 이하의 면적도 18.62~29.03% 줄었다.
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| 2017년 9월 제주시 한경면 고산리 농업용 관정에 바닷물이 침투해 양배추와 브로콜리 모종이 말라 죽었다. |
▶인공함양 효과 분석=인공함양에 따른 모델 분석결과 무릉~영락리 해안지역의 해수 침투를 저감하기 위해서는 인공함양정을 하류지역에 설치하는 것이 효율적인 것으로 나타났다.
따라서 해수 침투 방지를 목적으로 인공함양을 한다면 해수가 침투되는 해안 지역에서 인공함양시키는 것이 상류지역에서 인공함양했을 때보다 더 효과적이나, 이 경우 지하수위는 함양지역 중심으로만 수위상승 효과가 나타나 유역 전체에 영향을 주지는 못하는 것으로 파악됐다.
특히 가뭄 시 하류지역에 3만㎥/일을 인공함양 할 경우 해수 침투량이 평상시(4만9200㎥/일) 보다도 적은 4만7000㎥/일 수준으로 크게 감소되는 결과가 나타나 인공함양에 따른 해수 침투 방지에 효과가 큰 것으로 나타났다.
인공함양정 개소 수에 따른 수위상승 및 해수 침투량 저감 영향은 큰 차이가 없었으나, 특정지역의 지하수위 상승 및 해수 침투량 감소를 위해서는 많은 양을 집중해서 함양시키고, 광범위한 효과를 기대하기 위해서는 인공함양정을 여러개로 분산해 설치하는 것이 적절한 것으로 분석됐다.
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| 농작물 가뭄 피해를 예방하기 위한 긴급 급수지원이 이뤄지고 있다. |
▶인공함양정 설치와 해수 침투 방지=제주연구원 박원배 제주지하수연구센터장은 해수침투 방지를 위한 인공함양정은 상류지역에 설치하는 것보다 해수 침투가 발생되는 해안지역에 설치하는 것이 더 효과적이라고 분석했다.
특히 특정지역의 국부적인 해수 침투를 방지하기 위해서는 많은 양을 집중적으로 함양시키고, 광역적인 해수 침투 방지를 위해서는 인공함양정을 여러 공으로 분산해 설치하는 것이 더 효과적이라고 했다.
또 서부지역에서 활용 가능한 지하수 인공함양수는 토양 유출수 및 소규모 용천수 4개소, 서림수원, 대정 담수 물놀이장 유입수 등이 있으며, 대정 및 판포하수처리장의 재처리수도 활용이 가능할 것으로 판단했다.
다만, 인공함양정의 설치 위치에 따라 지하수 함양능력 및 수질적 문제에 대한 검토가 선행돼야 한다고 주문했다.
인공함양 방법으로는 자연 침투형 저류지를 설치하는 방법과, 농업용 대형 저류지와 연계해 농업용수로 이용하지 않을 시기에 인공함양수로 활용할 수 있는 방안을 제안했다.
아울러 가뭄 시 염지하수 이용량을 20%만 감량시키더라도 해수 침투량이 평상시 해수침투량 수준으로 감소되는 것으로 나타나, 가뭄 시 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수 이용량을 감량시켜야 할 것으로 파악됐다.
따라서 서부지역 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수의 체계적인 이용량 관리가 필요하다. 특히, 서부지역 염지하수 중의 담지하수 혼합 비율이 34.8~51.6% 수준으로 염지하수 수질기준을 강화할 필요가 있으며, 지하수 관측정의 전기전도도 관측결과를 활용해 해수 침투 여부를 예측하고, 전기전도도 농도가 상승할 경우 염지하수 취수량을 단계별로 감량시키는 방안이 필요하다.
고대로 기자
